Разбирање на класите на напон: важност, типови и применувања во електроприводни системи

Што е класа на напон?

• Дефиниција на класа на напон:Класите на напон (или нивоа на напон) се однесуваат на стандардизирани номинални напони користени во системите за енергија и електричната опрема. Номиналниот напон е напонот при кој опремата е дизајнирана да работи под нормални услови; основно, класата на напон го дефинира предвидените рабочи напони за систем или уред.

• Аналогија со потрошувачки апарати:Домашните апарати (напр. фризери, телевизори) работат на номинален напон – типички 220 В – и можат да малифунционираат или да бидат повредени ако им се достави значително поголем или помал напон. Слично, опремата за системи за енергија мора да работи во нивоот на напон за кој е дизајнирана за да се осигура надежна работа.

Важноста на класификацијата по напонски ниво

• Стандардизација:Унифицираните класи на напон пружаат јасен фрекмен за дизајн, производство и одржување на опремата. Уредите од различни производители кои следат истата класа на напон можат безбедно да работат заедно, што го зголемува интероперабилитетот и го овозможува поедноставно управување со системот.

• Ефикасност:Изборот на одговаращи напонски нивоа минимизира губитоци при трансмисија. За дадена трансфер на моќ, поголемите напони намалуваат стројот, со тоа намалувајќи I²R губитоци во проводниците и подобрувајќи го целокупниот ефективност од генерирање до крајна употреба.

• Сигурност и надежност:Јасната дефиниција на класите на напон осигурува дека изолационите барања и мерките за заштита се спогодени со напонските стресови, спречувајќи прекомерни напони или кратки колекти од несоодветни напони и заштитувајќи личноста и опремата.

• Фасилитирање на технологско развитие:Добро дефинирани напонски нивоа овозможуваат мрежата да се прилагоди на растечкиот баран за енергија и нови технологии (напр. распределена генерација, интелигентни мрежи). Тие поддржуваат интеграцијата на обновливи извори, складирање на енергија и напредни контроли, додека се одржува стабилноста и одбранливоста.

Често сретнувани класи на напон

• Сигурен напон (≤36 В):Користено во примените критични за сигурност: 24 В за ручни електрични алатки, 12 В за светло во рудници, ≤6 В за медицински ендоскопи. Специјални околини (напр. плозници) често користат 12 В; играчки за деца користат ≤6 В. Необходимо е да се спази GB/T 3805-2008, вклучувајќи трансформатори за сигурно изолирање, батерији, двојна изолација и времетраење на аварисно светло од 72 часа.

• Ниски напон (220 В/380 В):Формира трифазна четирижична мрежа за ниски напон (220 В фаза-нейтрал, 380 В фаза-фаза) со толеранција ±7% според GB/T 12325. Европа користи 230/400 В; Јапонија користи 100/200 В. Заштитата вклучува RCD-ови од 30 мА, прекомерни/кратки колекти превключувачи (преклопен капацитет ≥6 кА) и TN-S земање (изолиран PE проводник, отпор на земање ≤4 Ω).

• Среден напон (10 кВ–35 кВ):10 кВ е често за градски раздвојување (капацитет на проводник ~300 А/км); 35 кВ за покрајински/индустријски преводници. IEEE 1547 ограничува врска на распределена генерација до ≤35 кВ, барајќи ±10% регулација на напон за ФП планини.

• Висок напон (110 кВ–220 кВ):Економски за масивен пренос на моќ: 110 кВ обработува 50–100 МВ (напр. со LGJ-240 проводници); 220 кВ обработува 200–500 МВ. Типични 220 кВ трансформатори во подстанции имаат капацитет од 180 МВА со 12%–14% отпор на кратки колекти.

• Екстра висок и ултра висок напон (&ge;330 кВ):500 кВ AC линии носат ~1000 МВ природно; &plusmn;800 кВ DC линии обработуваат до 8000 МВ (со 6&times;720 мм² проводници). 1000 кВ AC UHV линии имаат губитоци <0.8‰ по км.

Основа за одредување на напонските нивоа

• Национални стандарди:Кинеските напонски нивоа потекнуваат од GB/T 156-2017 (&ldquo;Стандардни напони&rdquo;) и GB/T 156-2007, кои се спогодени со IEC 60038 но прилагодени на локалните потреби на 50 Hz AC мрежата.

• Растојание на трансмисија:Поголемите напони се прилагодени на подолги растојанија: 0.4 кВ за кратки (<0.6 км) локални раздвојувања; 1000 кВ AC за ултра-долги (800&ndash;1500 км) масивни преноси.

• Техничка можност:Преодот кон поголеми напони бара решавање на проблеми со изолација, хлаѓање и материјали. UHV опремата користи специјализирани изолатори и термално управување за безбедна и стабилна работа, со настојано истражување и развој што го го шират напонските класи.